Нелинейные электрические и магнитные цепи постоянного тока, страница 5

UНЭ, В	0	1	2	4	6	8	10
IНЭ, А	0	0,5	0,76	1,2	1,45	1,53	1,65

Ответы: I₁ = I₃ = -1,56 А,   I₂ = 2,88 А,   I₄ = I_НЭ = -1,31 А.

ЗАДАЧА 2.12. В схеме рис. 2.14,а определить токи и проверить баланс мощностей, если   U = 240 В,  r₁= 240 Ом,  r₂= 400 Ом,  r₃= 600 Ом, сопротивление миллиамперметра mA – 160 Ом, вольтамперная характеристи-ка нелинейного элемента задана рис. 2.14,б.

0,4

Ответы: U₄ = 105 В,  I₁ = 0,563 А,

I₂ = 0,29 А,   I₃ = 0,2 А,   I₅ = -0,09 А,

SР= 204 Вт.

ЗАДАЧА 2.13. Определить токи, про-верить баланс мощностей, если Е₁ = 160 В,  Е₅ = 180 В, сопротивления схемы рис. 2.15  r₂ = r₃ = r₄ = 10 Ом,  r₅= 30 Ом,r₁= 40 Ом,  вольтамперная характеристика нелинейного элемента в табл. 2.16.

Таблица 2.16

U6, В	2	6	25	40	55	67	80
I6, А	1	2	3	3	3	4	6

Ответы:   I₁ = 4 А,   I₂ = -1 А,   I₃ = 1 А,

I₄ = -2 А,   I₅ = 5 А, I₆ = -3 А,

U₆ = -29,8 В,  SР = 1540 Вт. 

ЗАДАЧА 2.14.  Определить  токи в схеме рис. 2.16, проверить баланс мощностей, если

J = 0,4 А,   r₁= 4 Ом,   r₂= 6 Ом,   r₃= 24 Ом,

r₄= 16 Ом,    ВАХ U(I) приведена в табл. 2.17.

Таблица 2.17

U, В	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,7	0,9	1,1
I, мА	30	38	35	32	30	28	27	26

Ответы: U= 0,37 В,   I = 34 мА,  I₁ = 20,3 мА,

I₂ =197 мА,  I₃ =169 мА, I₄ = 231 мА,  SР =1948мВт.

ЗАДАЧА 2.15. В схеме рис. 2.17,а   r₁= 10 Ом,  r₂= 20 Ом,  напряжение U₁ = 24 В,  вольтамперная характеристика стабилитрона аппроксимирована тремя прямолинейными отрезками (рис. 2.17,б). Приведенная схема является простейшим стабилизатором напряжения U₂ для нагрузки r₂. Рассчитать токи и напряжение нагрузки в схеме, определить коэффициент стабилизации напряжения.

Решение

Определим дифференциальные сопротивления стабилитрона:

на участке ОА       r_д1=== 2,5 Ом;

на участке ОВ       r_д2= ¥;

на участке ВС       r_д3== 0,5 Ом.

В рассматриваемой схеме напряжение на стабилитроне отрицательное и, если это напряжение меньше 10 В, ток стабилитрона I = 0. Тогда

I₁ = I₂ =,   U = -U₂ = -×r₂< -10 В = U₀, откуда находим минимальное напряжение сети, при котором схема работает как стабилизатор напряжения:

U_1min = -U₀×= -10×= 15 В.

Так как заданное напряжение  U₁ = 24 В > U_1min, то стабилитрон в схеме работает на участке ВС, его схемой замещения является цепочка рис. 2.18,а, а расчётная схема установки приведена на рис. 2.18,б. По методу узлового напряжения

U₂=== 10,42 В.

I₁ === 1,358 А,

I₂ === 0,521 А,

I_ст === 0,84 А.

Пассивная схема стабилизатора рис. 2.17,а для приращений представлена на рис. 2.19, рассчитывая которую, получаем

DU₂ = DU₁×=

=DU₁×=DU₁×0,0465.

Коэффициент стабилизации стабилизатора напряжения

k_ст === 9,34.

ЗАДАЧА 2.16. В четыре плеча моста, служащего стабилизатором напряжения (рис. 2.20), включены два НЭ1 и два НЭ2 так, что противоположные плечи моста одинаковы. Вольтамперные характеристики НЭ1 и НЭ2 могут быть аппроксимированы выражениями:

U₁(I₁) = 400×I₁ – 164,     U₂(I₂) = 400×I₂ + 120, где U[В], I[мА].

Найти: 1) ток I₀ в диагонали моста при сопротивлении нагрузки  r₀ = 285 Ом  и напря-жении питания  U = 140 В;

2) КПД моста (отношение мощности в диагонали моста к мощности источника) приU = 140 В;

3) положение рабочих точек на характеристиках при отклонении напряжения сети на  DU = ±5%U(см. задачу 2.15);

4) коэффициент стабилизации стабили-затора напряжения (см. задачу 2.15).